JPH04347386A - スクロール圧縮機の隙間調整機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷凍空調用の冷媒圧縮用
、又は空気圧縮用、その他のあらゆる用途に用いられる
スクロール圧縮機において、漏れを少なくして高性能化
を図る上で効果のあるラップ先端の隙間調整機構に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】スクロール圧縮機は、端板とこれに直立
した渦巻状のラップとから各々なる固定スクロールと旋
回スクロールとを噛み合せ、ラップ相互間に圧縮室を形
成する。従来のスクロール圧縮機では、特公昭５７−２
３７９３に見られるように、旋回スクロールを背圧によ
り固定スクロール側へ密着させるとともに、ラップの先
端と相手方スクロールの端板の歯底面との隙間を最初か
ら微小に設定して圧縮室間をシールするものがあった。 しかし、運転時にラップが圧力や熱により変形や膨張を
起こしてラップ先端と相手方のスクロール端板の歯底面
との間に漏れを招く隙間が生じたり、逆にラップ先端が
相手方の端板の歯底面に強く押しつけられたりすること
があった。その結果、性能や信頼性に悪影響を及ぼす恐
れがあった。

【０００３】また、実公平１−４３５１４に見られるよ
うに、旋回スクロールに背圧を加えず、ラップの先端に
シール部材を装着して相手方スクロールの端板の歯底面
と該ラップ先端との間の隙間における漏れを防止する構
造のものがあった。しかし、シール部材の脇や背面の隙
間を通ってラップに沿った漏れが生じる欠点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】よって本発明の目的は
、ラップの変形や膨張が起きてもラップ先端における隙
間を無理な応力の発生なしに常にゼロに保ってラップ先
端における漏れを最小限にする、スクロール圧縮機の隙
間調整機構を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のスクロール圧縮
機の隙間調整機構は、特許請求の範囲の各請求項記載の
構成を有する。

【０００６】

【作用】シール板の背面に形成された各ポケットには圧
縮室から圧力が導入される。この場合、各ポケットには
夫々段階的にレベルが異なった圧力が導入される。シー
ル板は夫々のポケットに導入された圧力により、その背
面側から適度な力で相手スクロールのラップ先端に押し
つけられる。したがってラップが圧力による変形や熱膨
張により軸方向に変位しても前記シール板が追従してラ
ップ先端の隙間を常にゼロにすることができる。

【０００７】

【実施例】図１は第一の実施例を適用したスクロール圧
縮機主要部分を示す。圧縮部は、端板１ａとこれに直立
した渦巻状のラップ１ｂとを有する固定スクロール１と
、端板２ａとこれに直立した渦巻状のラップ２ｂとを有
する旋回スクロール２とが互のラップを向きあわせて組
合せられている。固定スクロール１は端板１ａの周部に
てフレーム３に組付けられており、該フレーム３にはク
ランク軸４が軸受４ｂで支持されている。旋回スクロー
ル２の軸受部２ｃはクランク軸４の偏心ピン部４ａに嵌
合しており、また、オルダムリング５により自転を防止
されている。クランク軸４の回転により、旋回スクロー
ル２が旋回運動し、吸入口８から両スクロールのラップ
間に形成される圧縮室９に吸入されたガスは中心部へ送
られて圧縮され、吐出ポート１０から吐出される。固定
スクロール１の歯底面１ｃには図２に示されるように長
さがラップ溝の幅にほぼ等しい放射状の溝１ｄが複数個
設けられている。これらの溝１ｄには図４に平面図およ
び側面図として示されるような形状の弾力性のあるシー
ル部材７が挿入されている。シール部材７の高さｈ７　
は前記溝１ｄの深さｈ１　より僅かに大きく作られてい
る。前記シール部材７を溝１ｄに挿入した上で、図３に
示されるようなラップ溝にほぼ隙間なく嵌合される渦巻
状のシール板６がこれらシール部材７に接する様に挿入
される。これにより、固定スクロール１のラップ溝内に
は、歯底面１ｃとシール板６との間に順次のシール部材
７で区分された順次の複数のポケットが画成される。シ
ール板６には、これらの各ポケットに夫々通ずる貫通し
た複数の小孔６ａが図３の如く明けられている。これら
の各小孔６ａは各ポケットに対してシール板６の板幅の
端近く（すなわちラップ１ｂの側縁近く）に設けられて
いる。この固定スクロール１に旋回スクロール２を組合
せたとき、そのラップの先端２ｄは前記シール板６に軽
く接するようになっている。

【０００８】このように構成した圧縮機を運転すると、
シール板６と歯底面１ｃとの間の各ポケットには夫々の
小孔６ａを通じて圧縮室９のガスが導入される。各ポケ
ットに導入されたガスは、放射状の溝１ｄに挿入されて
シール板６に接しているシール部材７によりラップの渦
巻に沿った流れを阻止され、しかも、小孔６ａには流通
抵抗があるため、各ポケット内の圧力は、圧縮室９の圧
力の変動にもかかわらず、さほど変動せず、各ポケット
内の圧力はそのポケットに対する小孔６ａが位置する圧
縮室の時間的平均圧力になる。この各ポケット内の圧力
はポケット毎に段階的に異なり、固定スクロールの中心
に近いポケットほど、その圧力は高い。各ポケットに相
対する圧縮室領域（圧縮室を各ポケットに相対する領域
ごとに仮想的に区切ったとしたときの各圧縮室領域）の
時間的平均圧力よりも各ポケット内の圧力の方がすこし
高くなるようにしておくと（すなわち、そのようになる
様にシール板６の各小孔６ａの位置を設定しておくと）
、シール板６は差圧により、比較的小さい力で旋回スク
ロール２のラップ先端２ｄに押しつけられる。したがっ
てラップ先端２ｄのシールが良好に行われる。すなわち
、時間的に平均して見て、各ポケット内の圧力（これは
各ポケットでのシール板６の裏側に作用する）はそのポ
ケットに相対する圧縮室領域の圧力より若干高いので、
シール板６は旋回スクロール２のラップ先端２ｄに押付
けられ、それらの間には隙間が出来ることがなく、また
、それら両者の押付け力が強すぎることもなく、両者間
に良好なシール性が保たれる。しかも、各ポケットに導
入されたガスはシール部材７によって漏れを防止される
。シール板６と固定スクロール１の歯底面１ｃとの間に
はポケットを成す僅かの隙間（＝ｈ７　−ｈ１　）を設
けてあるので、加工寸法誤差や、熱膨張によるラップの
寸法変化を該隙間により吸収し得る。したがって、シー
ル板６は旋回スクロールのラップ先端２ｄに常に追従し
て隙間なく接し、漏れを最小限にとどめることができる
。

【０００９】なお、本実施例ではシール板６には圧縮室
からポケットへ圧力を導入するために小孔を設けたが、
小孔の代わりにシール板６の渦巻縁部に一部切欠き通路
を設けてもよい。またラップ側面とシール板６との間に
は僅かの隙間ができるので、特に前記小孔や切欠きの如
き圧力導入通路を設けなくても、該隙間からポケット内
に自然に漏れこんだ圧力により前記と同様の効果が出せ
る場合もある。

【００１０】図５〜図７は、第一の実施例に比較して、
シール部材７及び該シール部材７を挿入する固定スクロ
ールの歯底面１ｃの溝１ｄの形状が異なる第二の実施例
を示している。図５に示されるように、未挿入状態での
シール部材７は円形リング状をなしている。図７に平面
図および側断面図として示されるように、固定スクロー
ル１の歯底面１ｃに設けた溝１ｄは長円形でラップに沿
った部分を有する彎曲したリング形をしている。該溝１
ｄには前記シール部材７が挿入され、その上に前記図３
と同様のシール板６がラップ溝に挿入される。図６は組
合せた状態を示している断面図である。本実施例では圧
縮室の圧力が導入されるポケットのシール部材７が閉じ
たリング状になっているので、ポケットに導入された圧
力はポケットの境界でも又はシール板６の側縁でも漏れ
ることが無い。したがって、前記第一実施例と同じ作用
効果を奏しながら、より漏れの少ない効率の高い圧縮機
を提供することができる。

【００１１】図８、図９は、更に、シール部材７及びシ
ール部材７を挿入する固定スクロールの歯底面の溝１ｄ
の形状・構造が異なる第三の実施例を示している。本実
施例では固定スクロール１の歯底面１ｃに設けられた溝
１ｄは図に示すようにラップ１ｂに沿った部分と放射状
の部分とからなる形状をしている。これに応対して該溝
１ｄに挿入されるシール部材７は図９に示すような形状
をしている。シール板６は図３に示したと同様のものを
用い、組付けた状態は図６と同様になる。本実施例では
前記シール板６の縁に沿って連続してシール部材７が挿
入されるので、ポケットの境界およびシール板６の側縁
を含めてシール板６の裏面のすべての部分にて漏れが阻
止される。したがって、前記第一の実施例と同じ作用効
果を奏しつつ、さらに漏れを少なくして高効率化を図る
ことができる。

【００１２】図１０、図１１、図１２は第四の実施例を
示している。本実施例では固定スクロール１の歯底面は
溝のない平らな面を成し、旋回スクロール２のラップ先
端２ｄとの間にはシール板６の厚さより少し大きな隙間
を持つ。シール板６は固定スクロールの歯底面１ｃに対
する面（裏面）６ｂに複数の放射状溝６ｄを有する。該
溝６ｄには図４に示したのと同様のシール部材７を挿入
する。シール部材７を挿入したシール板６を固定スクロ
ールのラップ溝に挿入し、旋回スクロールと組み合わせ
る。このときシール板６の裏面（上面）６ｂと固定スク
ロール１の歯底面１ｃとの間には図１０に示されるよう
に僅かの隙間δが生じるように寸法を設定する。これに
より、前記と同様、複数のポケットが形成される。前記
隙間に形成された各ポケットには圧縮室からシール板６
の夫々の小孔６ａを介して圧力が導入され、放射状の溝
６ｄで区分される各ポケットごとに、渦巻に沿って段階
的にポケット内の圧力が異なる。前記各ポケット内の圧
力が相対する圧縮室領域の圧力より少し高くなるように
しておくと、シール板６は差圧により、比較的小さい力
で旋回スクロール２のラップ先端２ｄに押しつけられる
。したがって第一の実施例と同様の作用をなすことがで
きる。

【００１３】図１３、図１４は第五の実施例を示してい
る。本実施例でも固定スクロール１の歯底面は平らであ
り、旋回スクロール２のラップ先端２ｄとの間に隙間ｈ
を有している。該隙間にはシール板組体Ｓが装着される
。図１４にこのシール板組体Ｓの構造を示す。該シール
板組体Ｓは前記隙間ｈより僅かに大きい外面間間隔を以
て隔たって配した渦巻状のシール板６およびそれと同形
の渦巻状座板６’の間を渦巻の全縁に亘って弾性体の殻
壁６ｃでつないである。また渦巻の数個所に、前記シー
ル板６、座板６’及び渦巻外線側と内線側の前記殻壁６
ｃ同志をつなぐ横方向の弾性体の隔壁６ｆを設ける。 このような構成にすると、渦巻状のシール板６と座板６
’との間には渦巻に沿って並んだ複数のポケット６ｅが
できる。圧縮室に面するシール板６には、各ポケットに
一つづつ、圧縮室に連通する小孔６ａが設けられている
。このシール板組体Ｓを前記固定スクロール１の歯底面
１ｃに座板６’が接するように挿入し、旋回スクロール
２を組み付ける。運転を行なうと、圧縮室の圧力が夫々
の小孔６ａから各ポケット６ｅに導かれ、ある任意のポ
ケット６ｅ内の圧力は該ポケットに設けられた小孔６ｆ
の位置する圧縮室の平均圧力になる。したがって、各ポ
ケット内の圧力は渦巻に沿ってポケット毎に段階的に異
なる。前記殻壁６ｃ及び隔壁６ｆは弾性体であるから、
各ポケット６ｅ内の圧力が、該ポケットに相対する圧縮
室領域の平均圧力より僅かに大きくなるようにしておく
と、前記シール板６は比較的小さい力で旋回スクロール
２のラップ先端２ｄに押しつけられる。また前記殻壁６
ｃは多少膨らむので、固定スクロール１のラップ側面へ
押しつけられシール板６とラップ側面との間を通る漏れ
が阻止される。加工寸法誤差や熱膨張によるラップの寸
法変化に対してもシール板６が追従するので常に旋回ス
クロールのラップ先端２ｄとシール板６との隙間をゼロ
に保つことができ、良好にシールすることができる。

【００１４】図１５に示す第六の実施例のシール板組体
Ｓは、図１４に示す渦巻状のシール板６と座板６’との
間に渦巻状の弾性体チューブ６ｇを挟持接着してあり、
このチューブは渦巻の数ケ所において横方向弾性体隔壁
（不図示）で仕切られ、これにより、渦巻に沿って並ん
だ複数のポケット６ｅが形成されている。各ポケット６
ｅに通じる小孔６ａが圧縮室側のシール板６と弾性体チ
ューブ６ｇを貫通して各ポケットに１つづつ形成してあ
る。このように構成したシール板組体Ｓを前記第五の実
施例と同様に固定スクロールの歯底部に装入することに
より、同様の作用効果を収めることができる。なお本実
施例で、座板６’を省略し、弾性チューブ６ｇが固定ス
クロールの歯底面に直接接するようにしてもよい。

【００１５】以上の実施例では、固定スクロール１の歯
底部に本発明の隙間調整機構を設けた例を示したが、旋
回スクロール２の歯底部に同様の機構を設けてもよいし
、両方のスクロールの歯底部に設けてもよい。一方のみ
に設けた場合よりも両方に設けた場合の方がより効果は
大きい。特に固定スクロールの歯底部に設ける方が効果
が大きい。

【００１６】

【発明の効果】本発明ではスクロール圧縮機においてス
クロールの歯底部に軸方向に移動可能なシール板を挿入
し、該シール板の背面には渦巻に沿った方向に並んだ複
数の区分されたポケットを形成し、ポケット相互間をシ
ール部材によりシールしてその間にガス漏れが無いよう
にし、各ポケット内に夫々の相対する圧縮室から夫々圧
力導入通路を介して圧力を導入し、各ポケット内の圧力
が、時間的平均で見て、その相対する圧縮室領域の圧力
よりやや大きくなるように該圧力導入通路を設定した。 その結果、シール板はあまり大きくない力で相手スクロ
ールのラップ先端に押しつけられる。したがって、加工
誤差によるラップの高さの違いや、運転時の熱膨張によ
るラップの高さの変化にかかわらず、前記シール板が常
にラップ先端に追従して、ラップ先端のシールを良好に
行なうことができる。しかもシール板の背面のポケット
に導入されたガスは、前記シール部材で渦巻に沿った方
向の流れを阻止されるので、漏れることは無く、圧縮機
の体積効率及び全断熱効率を向上させることができる。 またラップの高さの加工誤差の影響を無くすことができ
るので、製品によって性能がばらつくことが少なくなる
。さらにラップの熱膨張の影響を受けないので、安定し
た性能で運転することができる。本発明は、旋回スクロ
ールの背面に固定スクロールへの押付力のための背圧を
作用させるタイプ又は作用させないタイプのいずれのス
クロール圧縮機にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示す圧縮部断面図。

【図２】第一の実施例のスクロールのラップ側から見た
平面図。

【図３】第一〜第三の実施例に使用するシール板の平面
図と断面図。

【図４】第一の実施例及び第四の実施例に使用するシー
ル部材の平面図及び側面図。

【図５】第二の実施例に使用するシール部材の平面図及
び断面図。

【図６】本発明の第二の実施例及び第三の実施例を示す
圧縮部断面図。

【図７】第二の実施例の固定スクロールのラップ側から
見た平面図。

【図８】第三の実施例の固定スクロールのラップ側から
見た平面図。

【図９】第三の実施例に使用するシール部材の平面図及
び側面図。

【図１０】本発明の第四の実施例を示す圧縮部断面図。

【図１１】第四の実施例に使用するシール板の平面図と
側面図。

【図１２】第四の実施例の圧縮部の分解斜視図。

【図１３】本発明の第五の実施例を示す圧縮部断面図。

【図１４】第五の実施例に使用するシール板の断面図及
び平面図。

【図１５】第六の実施例におけるシール板の部分断面図
。

【符号の説明】

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　端板とそれに直立した渦巻状のラップ
   （そのラップ間は渦巻き状のラップ溝および該ラップ溝
   の底面である歯底面になっている）とから各々なる固定
   スクロールと旋回スクロールとを互にラップを向き合せ
   て組合せ、旋回スクロールを自転することなく固定スク
   ロールに対して旋回運動させて両スクロール間に形成さ
   れる圧縮室によりガスを圧縮するようにしたスクロール
   圧縮機において、一方または両方のスクロールのラップ
   溝にラップ溝と同じ形状であってラップ側面に対して極
   く微小な隙間を持つ渦巻状のシール板を嵌め込み、該シ
   ール板と当該スクロールの歯底面との間には隙間を設け
   、該シール板と歯底面との間の隙間には、ラップ溝の渦
   巻の方向に相隔たった複数個所にて隔壁としての弾性シ
   ール部材により互に区切られて該ラップ溝の渦巻の方向
   に順次並んだ複数のポケットを配置し、各ポケット内に
   その相対する圧縮室からガスを導入することによりポケ
   ット毎に異なる圧力を生じさせる圧力導入通路を各ポケ
   ットに対して前記シール板に設け、この各ポケット内の
   圧力により前記シール板が相手スクロールのラップ先端
   に押しつけられることを特徴とするスクロール圧縮機の
   隙間調整機構。
2. 【請求項２】　　前記シール部材は歯底面の複数個所に
   放射状に設けた溝に埋設され、長さがラップ溝の幅に亘
   る短冊状あるいは丸棒状の弾性材であることを特徴とす
   る請求項１記載のスクロール圧縮機の隙間調整機構。
3. 【請求項３】　　前記シール部材は歯底面の複数個所に
   埋設され各ポケットを夫々取り巻くリング状の弾性材で
   あることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機
   の隙間調整機構。
4. 【請求項４】　　前記シール部材は歯底面に埋設され、
   両側がラップ側面に接する平行部材と該平行部材を複数
   個所で横断連結する線状部材からなる梯子状の弾性部材
   であり、各ポケットは前記横断連結する線状部材のうち
   の２つとそれらの間をつなぐ前記平行部材の部分とで取
   り巻かれていることを特徴とする請求項１記載のスクロ
   ール圧縮機の隙間調整機構。
5. 【請求項５】　　前記シール部材は歯底面に面する前記
   シール板の面の複数個所に放射状に設けた溝に埋設され
   、長さがラップ溝の幅に亘る短冊状または丸棒状の弾性
   材であることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧
   縮機の隙間調整機構。
6. 【請求項６】　　前記各ポケットに対して前記シール板
   に設けた前記圧力導入通路は、該シール板を貫通した小
   孔又は該シール板の縁に形成した切欠きである請求項１
   、２、３、４又は５記載のスクロール圧縮機の隙間調整
   機構。
7. 【請求項７】　　前記シール板と、該シール板と隙間を
   もって対面し該シール板と同一形状の渦巻状の座板と、
   これら２枚の板の縁に沿って該２枚の板を結合して密封
   室を形成する弾性体の殻壁と、該密封室を更に渦巻方向
   に並んだ複数の小密封室に区切る複数の弾性体の隔壁と
   、からなるシール板組体を、前記座板が歯底面に接する
   ように、ラップ溝に嵌め込み、前記の各小密封室を前記
   の各ポケットとなし、前記シール板には各ポケットに対
   する前記圧力導入通路として貫通した小孔を設けたこと
   を特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機の隙間調
   整機構。
8. 【請求項８】　　前記シール板と歯底面との間にはラッ
   プ溝の渦巻の方向に延びる渦巻状の弾性体チューブを該
   シール板に接着固定して配置し、該弾性体チューブの内
   部を更に渦巻の方向に並んだ複数の小密封室に弾性体隔
   壁で区切り、該各小密封室を前記の各ポケットとなし、
   前記シール板および弾性体チューブには各ポケットに対
   する前記圧力導入通路として貫通した小孔を設けたこと
   を特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機の隙間調
   整機構。